Analizzando la figura, è possibile comprendere immediatamente che installare un sistema di accumulo termico, qualsiasi sia la tecnologia disponibile, sia molto complicato e di sicura non redditività. Le ragioni di questa conclusione sono le seguenti:
- Il profilo risulta estremamente irregolare, con saltuari picchi durante il periodo centrale della stagione invernale (nelle settimane natalizie) ed al termine dello stesso. Questi picchi sono relativamente isolati e poco frequenti e non potrebbero quindi essere coperti da alcuna tecnologia al momento disponibile, almeno dal punto di vista della realtà economica;
- L’unico periodo in cui il sistema di accumulo potrebbe essere utile ed in costante funzionamento è quello iniziale, corrispondente a circa 300 ore. Queste corrispondono tuttavia a meno del 10%
del totale delle ore che costituiscono una stagione invernale: una percentuale troppo ridotta per poter considerare l’investimento come remunerativo;
- Per poter sfruttare il periodo iniziale della stagione invernale, quello in cui il sistema di accumulo lavora maggiormente, sarebbe necessario un impianto di larga taglia, capace di accumulare almeno 30 MWh. Un qualsiasi sistema di questa taglia, basato sulle tecnologie disponibili al giorno d’oggi, avrebbe un costo molto elevato che non garantirebbe un tempo di ritorno dell’investimento soddisfacente, e andrebbe comunque a peggiorare i risultati economici raggiunti dal sistema a pompa di calore.
Oltre alle difficoltà appena elencate, una analisi completa del sistema di accumulo dovrebbe anche prestare attenzione alle perdite di energia durante la fase di stoccaggio, non considerate in questo modello. Non è stato possibile introdurre questo aspetto nella trattazione in quanto ogni tecnologia, basandosi su un principio differente, presenta perdite di energia di diversa entità ma comunque non nulla. Se questo aspetto venisse introdotto, il risultato sarebbe ancor meno soddisfacente.
Una possibile miglioria dell’impianto dal punto di vista dello stoccaggio di energia è l’esplorazione di un sistema di accumulo stagionale in grado di accumulare l’energia prodotta dalla pompa di calore durante la stagione estiva e di renderla disponibile all’utenza durante il periodo invernale. La pompa di calore avrebbe quindi un funzionamento più continuo e la copertura dell’utenza sarebbe senza dubbio maggiore, ma questa strada comporterebbe un sistema di accumulo di taglia molto elevata, con un corrispondente costo iniziale di investimento enormemente più grande. Di concerto con i dipartimenti aziendali, si è dunque deciso di non continuare l’analisi di questo sistema di accumulo termico.
Capitolo 7
Conclusioni
L’analisi effettuata in questo lavoro ha portato a risultati moderatamente positivi dal punto di vista energetico ed ambientale, ma soprattutto da quello economico. Gli aspetti di bilancio aziendale sono infatti di fondamentale importanza nella scelta di un investimento: esiste un budget annuale, concordato con i Clienti, all’interno del quale devono ricadere tutti i progetti di rinnovamento e sostituzione dei macchinari e dei componenti e, nel caso in cui non ci fosse la possibilità di inserire un intervento a Piano Investimenti, sarebbe necessario riprogrammarlo all’anno successivo. In realtà, il progetto di installazione della pompa di calore per il recupero del calore di scarto si configura come un “Intervento efficienziale”, cioè appunto una nuova installazione oppure una modifica impiantistica che permette una riduzione del consumo specifico. Il progetto si inserisce in questo contesto in quanto permette la produzione della medesima quantità di energia ma con un minor utilizzo di combustibile fossile. Con queste premesse e visti i risultati, l’intervento ha ricevuto una prima approvazione da parte del Dipartimento Operativo e potrà proseguire quindi l’iter aziendale verso la definitiva approvazione nel Piano Investimenti. Saranno necessarie ulteriori analisi, soprattutto dal punto di vista del sistema di controllo e di collegamento del sistema con l’impianto esistente, ma i risultati raggiunti permettono una certa fiducia per l’esito positivo e l’approvazione dell’investimento.
Questo intervento ha come obiettivo la dimostrazione che in ambito industriale esiste una elevatissima quantità di energia che viene sprecata e che potrebbe essere utilizzata con l’installazione di sistemi in grado di recuperarla, come le pompe di calore. Il mercato di questi sistemi, in Italia, non ha subito un incremento molto significativo negli ultimi anni, a causa delle condizioni economiche relative al prezzo dell’energia elettrica e del combustibile. Tuttavia, questo lavoro dimostra la positività di un sistema basato su pompa di calore in ambito industriale. Inoltre, il progetto si configura anche come un miglioramento dell’immagine aziendale nei confronti del Cliente, in quanto si ottiene un recupero immediato di calore che, nelle condizioni attuali, viene dissipato tramite un impianto, la torre evaporativa, che assorbe una cospicua quantità di energia elettrica durante il suo funzionamento.
Il presente lavoro è un piccolo sforzo verso la conversione totale degli impianti fossili in sistemi ad impatto ambientale nullo. I grandi impianti di generazione di energia termica ed elettrica, in Italia, sono basati su fonti fossili per una percentuale consistente; gli impianti di cogenerazione e trigenerazione si configurano come un miglioramento, soprattutto dal punto di vista ambientale, ma possono e devono essere ancora ottimizzati fino ad arrivare ad un impatto ambientale nullo. Questi impianti saranno la base per una transizione energetica verso un futuro libero dalle emissioni inquinanti e dalle fonti fossili, e potranno coprire questo ruolo esclusivamente grazie ad una ottimizzazione continua. Il recupero dei flussi di calore di scarto è solo un piccolo passo. I prossimi sforzi dovranno essere concentrati verso una completa de-carbonizzazione delle emissioni: esistono sistemi, ancora in studio e non remunerativi dal punto di vista economico, che permettono la cattura dell’anidride carbonica dai fumi e il suo utilizzo per la produzione del gas naturale sintetico (syngas). Nel futuro, un impianto dotato di questi sistemi potrà funzionare “a ciclo chiuso”, producendo energia a impatto ambientale pari a zero.
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